[发明专利]一种激光全息投影显示方法和装置

说明书

本发明公开了一种激光全息投影显示方法，属于全息投影技术领域。解决了激光全息投影显示技术中存在的散斑问题。包括以下步骤：(a)将待显示图像分解成至少2个稀疏的二维子图像；(b)计算每个二维子图像对应的子全息图；(c)将激光投射到空间光调制器上，空间光调制器依次加载每个二维子图像对应的子全息图，经过各个子全息图调制后的光束射向全息显示介质并在其上形成投影图像。本发明通过将待显示图像进行分解为稀疏的子图像，使各子图像内部的像素点之间不产生干涉，从而子图像的显示无散斑产生。多个子图像按时间序列依次显示，利用人眼视觉暂留效果合成无散斑的完整图像。

技术领域

本发明涉及全息投影技术领域，更具体的说是涉及一种激光全息投影显示方法和装置。

背景技术

全息技术是一种三维显示技术，其通过全息图记录来自物体的光波场的全部信息(包括振幅和相位)，照明光在全息图上发生衍射后，可以还原出全息图所记录的物体的光波场。由于被还原的光波场与人眼观察真实物体时的光波场完全相同，观察者可以看到物体的三维立体图像。全息技术的实现依赖于光的相干性，适合使用激光光源，激光全息投影技术被认为是未来三维显示技术的最佳选择。

近年来，计算机全息图(CGH)发展迅速，全息图的获取不需要传统的光学记录过程，而是基于虚拟物体的三维数据，通过计算机模拟光波传播的过程计算出来，使全息图的生成更加简单快捷。其中，虚拟物体多采用离散化的点云模型，即一系列空间采样点的集合，而全息图的计算可通过傅里叶变换或菲涅尔变换确定。不过，与其他激光投影显示技术一样，基于计算机全息图的显示技术也存在散斑问题，即在还原的图像中存在随机分布的亮眼斑点。散斑的存在会降低投影图像的清晰度，严重影响图像的显示效果。

发明内容

为了解决激光全息投影显示技术中存在的散斑问题，本发明提供了一种消散斑的激光全息投影显示方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种激光全息投影显示方法，包括以下步骤：

(a)将待显示图像分解成至少2个稀疏的二维子图像；

(b)计算每个二维子图像对应的子全息图；

(c)将激光投射到空间光调制器上，空间光调制器依次加载每个二维子图像对应的子全息图，经过各个子全息图调制后的光束射向全息显示介质并在其上形成投影图像。

进一步的技术方案是：所述二维子图像是通过对待显示图像进行空间采样产生的，所述二维子图像在两个正交方向上的像素间隔是待显示图像的像素间隔的整数倍，且各二维子图像之间是互相交错的。

进一步的技术方案是：所述二维子图像的像素间隔是由子图像内部相邻像素点间不产生干涉的最小间隔来确定的。

进一步的技术方案是：所述全息图是由所述二维子图像的菲涅尔变换计算而来的。

进一步的技术方案是：所述全息图是由所述二维子图像的傅里叶变换计算而来的。

本发明还提供了一种激光全息投影显示装置，用于所述的激光全息投影显示方法对待显示图像进行投影显示，所述激光全息投影显示装置包括：光源、准直透镜、微处理器、空间光调制器和全息显示介质；

所述光源用于产生激光；

所述准直透镜用于将激光准直并投射到所述空间光调制器上；

所述微处理器用于将待显示图像分解为至少2个二维子图像，并计算所述二维子图像的全息图；

所述空间光调制器用于加载所述二维子图像的全息图，并将来自所述准直透镜的激光进行调制后投射至全息显示介质，形成投影图像。

进一步的技术方案是：还包括设置于所述空间光调制器与所述全息显示介质之间的4F系统，用于将来自所述空间光调制器的光投射至所述全息显示介质。